高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，按质量百分比由以下组分构成：碳纤维：5‑15%，纳米碳化硅：5‑8%，氮化铟：3‑10%，氧化铝：2‑4%，偶联剂：1‑2%，余量为PTFE。还公开其制备方法。本发明专利技术中，在PTFE中加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，减小温度升高后膨胀导致的泄漏隐患；同时还可以减小蠕变，增加硬度，同时导热率增加，使得摩擦热快速导出。碳纤维进行改性处理可以更好的分散到PTFE中。纳米碳化硅、氧化铝与氮化铟配合可有效增加材料的导热性能，用本发明专利技术材料制得的高导热转轴用密封环具有高导热性，可及时导出转轴上的摩擦热。

Sealing ring PTFE resin composite material for high heat transfer shaft and its preparation method

The invention discloses a shaft sealing ring with high thermal conductivity PTFE resin composite, the percentage by mass consists of the following components: carbon fiber 15%: 5, 8%: 5 nano SiC, indium nitride 10%: 3, 4%: 2 alumina, coupling agent: 1 2%, the rest is PTFE. The preparation method is also disclosed. In the invention, carbon fiber in PTFE can increase the tensile, compression and bending modulus, decrease the coefficient of thermal expansion, reduce the temperature caused by expansion of leakage; at the same time also can reduce the creep, increase the hardness, and thermal conductivity increases, the friction heat quickly export. Carbon fiber can be better dispersed into PTFE by modifying the carbon fiber. The combination of nano silicon carbide, alumina and indium nitride can effectively increase the thermal conductivity of the material. The sealing ring with high thermal conductivity shaft made of the material has high thermal conductivity, and can timely derive frictional heat on the shaft.

【技术实现步骤摘要】
高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料及其制备方法
本专利技术涉及新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
技术介绍
聚四氟乙烯（PTFE）是一种综合性能优秀的聚合物材料，有极好的耐高低温性和耐化学腐蚀性，且介电性能优良，摩擦系数极小热稳定性好，可在-260℃~260℃长期使用，但是纯PTFE具有冷流性，尺寸稳定性差，介电强度低，磨损大等缺点。以电动机作为主要动力的新能源汽车上一般使用空调涡旋压缩机作为制冷动力。空调涡旋压缩机是以压缩制冷剂起到制冷效果的压缩机，由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成。转轴用密封环在空调涡旋压缩机工作过程中，需要快速释导出摩擦热，防止密封环变形导致密封不严，引起压缩机故障，因此需要使用高导热材料制成。且密封环在使用过程中一直接触冷媒和润滑用冷冻油，而冷冻油具有腐蚀性，因此密封环材料还需要有较强的耐腐蚀性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，具有高导热性。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：碳纤维：5-15%纳米碳化硅：5-8%氮化铟：3-10%氧化铝：2-4%偶联剂：1-2%余量为PTFE。优选的，所述碳纤维经酸化处理。优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选的，所述氮化铟、氧化铝粒径为2000-3000目，纳米碳化硅粒径为20-200nm。本专利技术还公开了上述高导热转轴用密封环的制备方法，其步骤包括：（1）、碳纤维经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中升温搅拌后抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纤维；（2）、按量称取原料，加入高速混料机中，高速搅拌2~3min后取出，放置2~6h；（3）、使用压机进行冷压成型，压力10~30MPa，保压时间1min，脱模得到预成型样品；（4）、将预成型样品放入烧结炉中，在400±5℃下进行烧结3~6h，随炉自然冷却至室温，机械加工得到空气涡旋压缩机用耐磨防尘区密封条。优选的，所述酸液为浓硫酸或浓硝酸。本专利技术中，在PTFE中加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，减小温度升高后膨胀导致的泄漏隐患；同时还可以减小蠕变，增加硬度，同时导热率增加，使得摩擦热快速导出。碳纤维进行改性处理可以更好的分散到PTFE中。纳米碳化硅、氧化铝与氮化铟配合可有效增加材料的导热性能，用本专利技术材料制得的新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环具有高导热性，可及时导出转轴上的摩擦热。具体实施方式实施例1-4本空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环的制备方法，其步骤包括：（1）、碳纤维经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中60-70℃搅拌反应0.5-2h，抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纤维；（2）、按量称取原料，加入高速混料机中，高速搅拌2~3min后取出，放置2~6h；（3）、使用压机进行冷压成型，压力10~30MPa，保压时间1min，脱模得到预成型样品；（4）、将预成型样品放入烧结炉中，在400±5℃下进行烧结3~6h，随炉自然冷却至室温，机械加工得到空气涡旋压缩机用耐磨防尘区密封条。对制得的空调涡旋压缩机用高导热转轴用密封环进行性能测试，测试结果见表2。表1实施例1-4的组分表表2实施例1-4密封环性能测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：碳纤维：5‑15%纳米碳化硅：5‑8%氮化铟：3‑10%氧化铝：2‑4%偶联剂：1‑2%余量为 PTFE。

【技术特征摘要】
1.高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：碳纤维：5-15%纳米碳化硅：5-8%氮化铟：3-10%氧化铝：2-4%偶联剂：1-2%余量为PTFE。2.根据权利要求1所述的高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述碳纤维经酸化处理。3.根据权利要求2所述的高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。4.根据权利要求3所述的高导热转轴用密封环PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述氮化铟、氧化铝粒径为2000-3000目，纳米碳化硅粒径为20-200nm。5.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文光，杨烨，靳予，孙佳青，孙克原，陈佩民，陈朝曦，焦小东，陈银，
申请(专利权)人：南京肯特复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32